Original Title: An Investigation on the Effect of Cutting Parameters in CNC Plasma Cutting Process for Carbon Steel
Source: doi.org/10.31817/vjas.2020.3.4.06
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការស៊ើបអង្កេតលើឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រកាត់នៅក្នុងដំណើរការកាត់ប្លាស្មា CNC សម្រាប់ដែកថែបកាបូន

ចំណងជើងដើម៖ An Investigation on the Effect of Cutting Parameters in CNC Plasma Cutting Process for Carbon Steel

អ្នកនិពន្ធ៖ Pham Thi Hang (Vietnam National University of Agriculture), Nguyen Thi Chau, An Duong Khang, Nguyen Hoang Anh, Pham Hong Son

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020, Vietnam Journal of Agricultural Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Manufacturing Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្របច្ចេកវិទ្យាដ៏ប្រសើរបំផុត ដើម្បីបង្កើនគុណភាពផ្ទៃកាត់នៃដែកថែបកាបូន CT3 នៅក្នុងដំណើរការកាត់ដោយប្រើម៉ាស៊ីនប្លាស្មា (CNC plasma cutting process)។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការពិសោធន៍ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រធម្មតា និងវិធីសាស្ត្រ Taguchi ដើម្បីវាយតម្លៃ និងធ្វើឱ្យប្រសើរនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រកាត់ផ្សេងៗគ្នានៅលើម៉ាស៊ីនប្លាស្មា។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Conventional Experimental Method (One-factor-at-a-time or Observation Matrix)
វិធីសាស្ត្រពិសោធន៍ធម្មតា (ការវាយតម្លៃផ្អែកលើការសង្កេតជាក់ស្តែងម៉ាទ្រីស)
ងាយស្រួលក្នុងការអនុវត្ត និងអាចសង្កេតមើលឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រនីមួយៗផ្ទាល់ ជាពិសេសការកកើតកាកសំណល់ (Slag) និងលទ្ធភាពកាត់ផ្តាច់។ ត្រូវការការពិសោធន៍ច្រើនលើក ប្រើប្រាស់ពេលវេលាយូរ និងពិបាករកចំណុចដែលប្រសើរបំផុត (Optimization) ប្រសិនបើមានអថេរច្រើន។ រកឃើញប៉ារ៉ាម៉ែត្រសមស្របសម្រាប់ដែកកម្រាស់ 5mm (ចរន្ត 65A, ល្បឿន 2000mm/min, ចម្ងាយកាត់ 2mm, សម្ពាធខ្យល់ 0.7MPa)។
Taguchi Method (L9 Orthogonal Array)
វិធីសាស្ត្រ Taguchi (ការរៀបចំប្លង់ពិសោធន៍ L9 Orthogonal Array)
កាត់បន្ថយចំនួននៃការពិសោធន៍បានយ៉ាងច្រើន ដែលជួយចំណេញពេលវេលា និងសម្ភារៈ ព្រមទាំងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការស្វែងរកប៉ារ៉ាម៉ែត្រដ៏ល្អបំផុតតាមរយៈ S/N ratio។ ទាមទារចំណេះដឹងផ្នែកស្ថិតិច្បាស់លាស់ និងការរៀបចំប្លង់ពិសោធន៍ជាមុនឱ្យបានត្រឹមត្រូវទើបទទួលបានលទ្ធផលជាក់លាក់។ រកឃើញប៉ារ៉ាម៉ែត្រដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ដែកកម្រាស់ 8mm (ចរន្ត 90A, ល្បឿន 1500mm/min, ចម្ងាយកាត់ 1.5mm, សម្ពាធខ្យល់ 0.8MPa) ដែលផ្តល់ភាពគគ្រើមផ្ទៃទាបបំផុត។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះតម្រូវឱ្យមានម៉ាស៊ីនកាត់ប្លាស្មា CNC និងឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ភាពគគ្រើមផ្ទៃកម្រិតខ្ពស់ ព្រមទាំងចំណេះដឹងផ្នែកកម្មវិធីបញ្ជាម៉ាស៊ីន និងការវិភាគស្ថិតិ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យកសិកម្មជាតិវៀតណាម (Vietnam National University of Agriculture) ដោយផ្តោតតែលើដែកថែបប្រភេទ CT3 កម្រាស់ 5mm និង 8mm ប៉ុណ្ណោះ។ ទោះបីជាដែក CT3 ត្រូវបានប្រើប្រាស់ទូទៅក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្មក៏ដោយ លទ្ធផលនេះអាចមិនឆ្លើយតបទាំងស្រុងទៅនឹងប្រភេទដែក ឬកម្រាស់ផ្សេងៗឡើយ ដែលតម្រូវឱ្យរោងចក្រនៅកម្ពុជាត្រូវធ្វើការតេស្តសាកល្បងបន្ថែមមុននឹងអនុវត្តជាក់ស្តែង។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រក្នុងការស្វែងរកប៉ារ៉ាម៉ែត្រកាត់ដ៏ល្អបំផុតនេះមានសារៈសំខាន់ និងអាចយកមកអនុវត្តបានយ៉ាងជោគជ័យសម្រាប់វិស័យផលិតកម្ម និងសំណង់នៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា។

ជារួម ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រ Taguchi ដើម្បីកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រម៉ាស៊ីន CNC នេះនឹងជួយសហគ្រាសកម្ពុជាកាត់បន្ថយកាកសំណល់ (Slag) សន្សំសំចៃពេលវេលាផលិត និងបង្កើនគុណភាពផលិតផលដែកឱ្យកាន់តែមានស្តង់ដារប្រកួតប្រជែង។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាស្វែងយល់ពីគោលការណ៍កាត់ប្លាស្មា និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រម៉ាស៊ីន: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមពីការយល់ដឹងអំពីដំណើរការកាត់ដោយប្រើម៉ាស៊ីន CNC Plasma និងស្វែងយល់ពីឥទ្ធិពលនៃកម្លាំងចរន្ត (Current) សម្ពាធខ្យល់ (Air Pressure) ចម្ងាយកាត់ (Standoff distance) និងល្បឿនកាត់ (Cutting speed)។
  2. សិក្សាពីវិធីសាស្ត្ររៀបចំប្លង់ពិសោធន៍តាម Taguchi Method: អនុវត្តការប្រើប្រាស់ Orthogonal Arrays L9 និងការគណនា Signal-to-Noise (S/N) Ratio ដោយប្រើប្រាស់កម្មវិធីស្ថិតិដូចជា MinitabSPSS ដើម្បីកាត់បន្ថយចំនួននៃការពិសោធន៍។
  3. រៀបចំការពិសោធន៍ជាក់ស្តែងលើម៉ាស៊ីនកាត់ប្លាស្មា: ប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Bruco CNC plasma cutting machine ឬម៉ាស៊ីនដែលមាននៅក្នុងរោងជាង ដើម្បីកាត់សន្លឹកដែកថែប CT3 ដោយកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្អែកលើប្លង់ពិសោធន៍ដែលបានរៀបចំ។
  4. វាស់ស្ទង់ និងប្រមូលទិន្នន័យភាពគគ្រើមផ្ទៃ: ប្រើប្រាស់ឧបករណ៍វាស់ភាពគគ្រើមផ្ទៃកម្រិតខ្ពស់ដូចជា Mitutoyo Surftest RJ-210 ដើម្បីវាស់តម្លៃ Rz (មធ្យមនៃជម្រៅគគ្រើមជ្រៅបំផុតចំនួន5) នៅលើមុខកាត់នៃគំរូនីមួយៗ។
  5. វិភាគទិន្នន័យ និងស្វែងរកចំណុចប្រសើរបំផុត (Optimization): ប្រើប្រាស់ទិន្នន័យដែលប្រមូលបានដើម្បីបង្កើតក្រាហ្វិក Main Effects Plot for Means and S/N Ratios ក្នុងកម្មវិធីវិភាគ ដើម្បីកំណត់រកការរួមបញ្ចូលគ្នានៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រកាត់ដែលផ្តល់នូវផ្ទៃកាត់រលោងជាងគេ និងកាត់បន្ថយការកកើតកាកសំណល់។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
CNC Plasma Cutting (ការកាត់ដោយប្រើម៉ាស៊ីនប្លាស្មា CNC) ដំណើរការកាត់លោហៈដោយប្រើប្រាស់ឧស្ម័នដែលត្រូវបានបំប្លែងទៅជាប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំងតាមរយៈចរន្តអគ្គិសនី និងត្រូវបានបញ្ជាទិសដៅដោយប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រដើម្បីធានាភាពជាក់លាក់។ ដូចជាការប្រើកាំបិតភ្លើងដ៏ក្ដៅខ្លាំង និងមុតស្រួចដើម្បីវះកាត់បន្ទះដែកយ៉ាងងាយស្រួល ដោយមានកុំព្យូទ័រជាអ្នកចាំបញ្ជាដៃចង្កូត។
Taguchi Method (វិធីសាស្ត្រ Taguchi) វិធីសាស្ត្រស្ថិតិដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការរចនាប្លង់ពិសោធន៍ ដើម្បីកែលម្អគុណភាពផលិតផល និងកាត់បន្ថយចំនួនដងនៃការធ្វើតេស្តសាកល្បង ដោយនៅតែរក្សាបាននូវភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ក្នុងការស្វែងរកប៉ារ៉ាម៉ែត្រដ៏ល្អបំផុត។ ដូចជាការរកវិធីរៀនឱ្យបានពិន្ទុខ្ពស់ដោយចំណាយពេលតិចបំផុត តាមរយៈការរៀបចំកាលវិភាគដ៏ឆ្លាតវៃ ជាជាងការរៀនគ្រប់មុខដោយគ្មានគម្រោង។
Signal-to-Noise (S/N) Ratio (អត្រាសញ្ញាធៀបនឹងសំឡេងរំខាន) រង្វាស់ស្ថិតិនៅក្នុងវិធីសាស្ត្រ Taguchi ប្រើសម្រាប់វាយតម្លៃគុណភាពនៃការពិសោធន៍ ដោយប្រៀបធៀបរវាងលទ្ធផលដែលយើងចង់បាន (សញ្ញា/Signal) និងភាពមិនប្រក្រតី ឬកត្តារំខានដែលយើងមិនចង់បាន (សំឡេងរំខាន/Noise)។ ដូចជាការស្តាប់វិទ្យុដែលយើងចង់បានសំឡេងចម្រៀងឮច្បាស់ (Signal) និងមិនចង់ឮសំឡេងរ៉ែៗរំខាន (Noise)។ ដូច្នេះអត្រានេះកាន់តែខ្ពស់ លទ្ធផលកាន់តែល្អ។
Surface Roughness [Rz] (ភាពគគ្រើមនៃផ្ទៃ) រង្វាស់បញ្ជាក់ពីភាពមិនរលោងនៃផ្ទៃលោហៈដែលត្រូវបានកាត់ ដោយប្រព័ន្ធ Rz គឺជារង្វាស់ដែលវាស់មធ្យមភាគនៃជម្រៅជ្រៅបំផុតទាំង ៥ ចំណុចនៅលើផ្ទៃស្នាមកាត់នោះ។ ដូចជាការស្ទាបមើលផ្ទៃផ្លូវកៅស៊ូធៀបនឹងផ្លូវដីស បើផ្ទៃកាន់តែរលោង មានន័យថាតម្លៃភាពគគ្រើម Rz កាន់តែតូច។
Standoff Distance (ចម្ងាយកាត់ ឬចម្ងាយពីក្បាលម៉ាស៊ីនទៅផ្ទៃលោហៈ) គម្លាតពីចុងក្បាលបាញ់ប្លាស្មា (Nozzle tip) ទៅដល់ផ្ទៃខាងលើនៃបន្ទះលោហៈដែលត្រូវកាត់។ វាមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើទម្រង់នៃធ្នូប្លាស្មា និងភាពរលោងនៃផ្ទៃកាត់។ ដូចជាការកាន់ទុយោបាញ់ទឹកលាងឡាន បើយើងកាន់ជិតពេក ឬឆ្ងាយពេក វានឹងធ្វើឱ្យកម្លាំងទឹកបាញ់ទៅប៉ះឡានមានភាពខុសគ្នា។
Slag Formation (ការកកើតកាកសំណល់បន្ទាប់ពីកាត់) ការកកកុញនៃលោហៈរលាយដែលមិនបានខ្ទាតចេញអស់ ហើយទៅតោងជាប់នៅផ្នែកខាងក្រោម ឬតាមគែមនៃស្នាមកាត់ ដែលធ្វើឱ្យបាត់បង់សោភ័ណភាព និងទាមទារការខាត់សម្អាតបន្ថែម។ ដូចជាក្រមួនទៀនដែលរលាយហើយស្រក់តោងរឹងនៅតាមគែមជើងទៀនអញ្ចឹងដែរ។
Orthogonal Array (ម៉ាទ្រីសរៀបចំប្លង់ពិសោធន៍ខ្វែង) តារាងស្ថិតិពិសេសដែលរៀបចំអថេរផ្សេងៗ (ដូចជា ចរន្ត ល្បឿន សម្ពាធ) ឱ្យមានតុល្យភាព ដើម្បីអាចវាយតម្លៃឥទ្ធិពលនៃអថេរនីមួយៗបានដោយមិនចាំបាច់ធ្វើការពិសោធន៍គ្រប់ករណីទាំងអស់បញ្ចូលគ្នា។ ដូចជាការរៀបចំបេសកកម្មឱ្យមនុស្ស ៤ នាក់ធ្វើការឆ្លាស់គ្នា ដើម្បីដឹងថាអ្នកណាពូកែខាងអ្វី ដោយមិនបាច់ឱ្យពួកគេធ្វើការគ្រប់កិច្ចការទាំងអស់នោះទេ។
Kerf (ចន្លោះស្នាមកាត់) ទទឹងនៃចន្លោះប្រហោងដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើវត្ថុធាតុ បន្ទាប់ពីវាត្រូវបានកាត់ឆ្លងកាត់ដោយកាំរស្មីប្លាស្មា ឬឧបករណ៍កាត់ផ្សេងៗ ដែលទំហំនេះអាស្រ័យលើមុខកាត់របស់ឧបករណ៍បញ្ចេញអណ្តាតភ្លើង។ ដូចជាទំហំនៃផ្លូវរណារដែលស៊ីសាច់ឈើពេលយើងអារឈើអញ្ចឹងដែរ ស្នាមប្រហោងនោះហើយគេហៅថា Kerf។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖